摘要 扬州第二发电厂一期工程2×600 MW机组的DCS控制采用了西门子公司的TELEPERM XP系统，介绍了机组DCS控制系统的硬件构成和功能配置，总结了TXP系统在该电厂的应用特点，尤其对电气量监控纳入DCS的范围做了重点描述。
关键词 TXP系统 功能配置 应用特点 电气量纳入DCS
扬州二电厂一号机组已于1998年11月12日通过了168 h 满负荷运行考核，12月1日正式移交生产，比国家电力公司原定计划提前了6个月。
扬州第二发电厂工程是利用世行贷款和世行担保融资的大型火电建设项目。其一期工程投资建设2×600 MW燃煤机组，工程造价约90亿元人民币。其中融入的外资主要用于购买国外的发电设备和控制装置。该机组的三大岛(锅炉岛、汽机岛和仪控岛)采用了国际公开竞争的招标方式，最终汽机岛由美国西屋公司(现为西门子-西屋公司)取得；锅炉岛由美国B&W公司中标；而机组控制的核心部分——由DCS控制装置及电气设备控制装置所组成的仪控岛由西门子公司获得。
仪控岛的电气设备控制部分主要包括发变组保护、测量系统、500 kV/220 kV开关的控制和监测以及UPS系统等。而DCS控制装置则是采用了西门子公司最新推出的TELEPERM XP系统，该系统首次在国内600 MW机组上使用。
TXP系统主要包括OM650操作监视系统，AS620B自动处理站，AS620F故障安全型保护站，通信总线系统，ES680工程师站以及BTG盘等。下面分别予以介绍。
1 OM650操作员站
OM650操作员站是电厂过程与操作员之间的对话窗口，用于对过程进行操作、监视及信息的处理和归档。
1.1 OT操作员终端
每个OT具有带4个CRT的功能。在扬二厂项目中，每台机组共配置了6台OT终端，一台用于值长台的监视，5台用于操作员的监控。为每台机组提供了一个大屏幕终端，该大屏幕既可以显示一幅1.5×2.0平方米的巨大画面，也可以通过切换同时显示四幅不同内容的CRT画面。由于大屏幕技术的引入，对扬二厂的现场调试和运行带来了相当的方便和好处。用户对此超值的功能非常称道。每个OT终端都涵盖了整个机组的操作监控功能，这就意味着在扬二厂的操作监视终端具有6重冗余配置，对机组的安全运行提供了可靠的监控手段。
1.2 PU过程处理单元
用于对机组的实时操作命令和实时过程信息的处理。每个机组配置了两对冗余的PU单元，可以处理大约9 500个现场I/O点(不包括中间量信号)，其中一对PU主要用于处理锅炉部分的过程信息，而另一对PU单元主要用于处理汽机/发电机系统以及BOP的信息。在设计过程中，充分考虑了两对PU处理能力的均衡。
1.3 SU服务单元
用于历史数据的处理，如形成各类报表、历史曲线以及性能计算的数据存贮等。每台机组配置了一对冗余的SU单元，确保了机组长期数据的有效管理和存贮。
1.4 打印输出设备
每台机组配置了一台彩色图形拷贝机及3台过程打印机。硬拷贝机可以将任一CRT上的画面、曲线、事件记录等从CRT屏上真实地拷贝下来，供运行人员分析和处理。3台过程打印机在功能上是一致的，不受物理连接的约束，操作员可以在任一CRT终端(包括大屏幕)输出报表、操作记录及事件记录等至任一台打印机，这为运行人员的信息归档和分析提供了非常便利的手段。
2 AS620B系统
用于实现机组CCS、CLC、SCS及DAS等功能，它接受现场信号和CRT/BTG盘的指令，进行处理及逻辑判别，并进行相应的过程控制，同时将有关的过程信息实时地传送至OM系统、BTG盘以及ES系统(如果ES站处于动态调试模式的话)。AS620B系统的功能结构属集中分散型，对每个AS处理站来说，所有相关的过程信息或指令都通过一对冗余的CPU进行集中协调和处理，然后传输至各智能型处理模件，以实现各种独立的功能和任务。每台机组各配备了9个AS620B处理站，其中1个AS620B站主要用于机组的协调控制；4个AS620B站用于锅炉部分的开/闭环控制及DAS功能；2个AS620站主要用于汽机的辅机控制和本体设备及过程参数的监视；1个AS620B站用于AS620F系统与其外界通信的接口以及处理BMS侧的组控功能。
随着DCS在电站运用的日益广泛和深入，为了使单元机组的机炉电控制水平协调发展，便于机炉电的统一集中监控，在DCS中实现电气控制愈来愈受到广泛的关注。由于电气监控的安全性和快速响应性要求非常高，能否通过DCS来实现电气监控功能一直成为电气控制领域里研究的重大课题。扬州第二发电厂在此方面迈出了重大的一步，决定将大部分电气监控功能纳入DCS的范围，主要包括如下内容：
(1) 主电源系统(发电机、励磁系统、主变、厂高变、启备变、封闭母线等)的监控；
(2) 高压开关站系统(500 kV，220 kV)的监控；
(3) 厂用电系统(中压系统/低压系统及切换)的监控；
(4) 直流电源系统(230 VDC，115 VDC)的监控；
(5) 柴油发电机及其动力中心的监控；
(6) UPS系统的监控等。
为了实现上述的电气监控功能，在DCS设计中特地留出1个AS620站，其监控测点总数多达1 400点，约占DCS总点数的20%。经过调研所知，到目前为止扬二厂工程电气监控纳入DCS的范围在全国所有电厂应用中是最全面、最深入的。
由于机组的循泵房距主控楼较远(约600 m)，为了节省成本，同时增加信号传输的可靠性，在循泵房设置了一个远方I/O站(ET200U)，通过光缆将远方I/O站与DCS的AS620B系统连接在一起，实现了运行人员对整个循泵房设备的操作和监视。
通过AS620B处理站，DCS还提供了两个软接口，即DCS与DEH，DCS与TSI的通信，这样就可以将DEH或TSI的部分监视功能移置到DCS系统中，便于运行人员的集中监视，提高了机组运行的监控水平。
3 AS620F系统
用于实现BMS控制及汽机远方跳闸功能，主要包括油枪/油阀的启停及保护、火检DAS、磨组保护、MFT逻辑以及汽机远方跳闸逻辑等监控。在扬二厂工程中，每台机组配置了两个AS620F处理站，满足了机组保护监视的要求。
4 通信总线系统
通信总线系统包括终端总线及工作总线。两个总线均为以太网结构，通信速率达10 Mbps，具有故障容错能力，在扬二厂机组运行中，其实测的总线负荷均小于8%。
5 ES680工程师站
用于对AS系统、OM系统以及总线系统的组态、修改和动态调试，每个机组配置了一个ES工程师站。
6 BTG盘
用于对机、炉、电主要参数的监控、报警以及提供DCS控制的后备操作手段。
7 系统运行经验
为了提高电厂运行、维护人员对DCS系统的掌握程度，便于将来对DCS设备的维护及DCS功能的修改，西门子公司还特地为扬州二电厂研制了一套TELEPERM XP培训装置。
此外，西门子的DCS还提供了主时钟及其与GPS(卫星定位系统)通信接口以及DCS与MIS系统通信的接口，为电厂监控和管理功能的进一步扩展提供了有效的空间。在西门子的仪控岛供货范围中，还包括了DCS至MCC、DCS至就地端子盒电缆设计，主控楼内电缆桥架及电缆敷设的设计工作。
自1997年10月起，一号机组的DCS开始了现场安装和调试工作。经过近一年的努力，终于使机组顺利地完成了锅炉点火、冲管、汽机冲转、并网、变负荷运行、满负荷运行以及机组甩负荷试验等一系列调试内容。在上述各项调试过程中，没有一次是因为DCS系统的故障而造成机组的停运或调试工作的中断，这为扬二厂一号机组比原计划提前半年进行168 h的测试奠定了坚实的基础。为此业主对采用西门子DCS系统实现扬二厂机组控制感到非常欣慰和满意。
早在1998年2月，电气纳入DCS的监控功能就进入了实际运行阶段。经过9个多月的运行考验，证明采用西门子的DCS系统来实现机组的电气监控是十分成功的，具有广泛的推广意义。由于一号机组电气监控在DCS中的成功实现，扬二厂的二号机组的电气系统倒送电就直接通过DCS系统进行了操作和监视，并于1998年6月下旬成功地实现了二号机组的电气倒送电过程。
根据工程的调试进度，扬二厂一号机组于1998年10月20号开始了168 h的满负荷性能试验。在168 h考核期间，机组运行良好，主要运行指标均符合设计要求，DCS自动投入率、保护投入率均为100%，于1998年11月12号圆满地通过了168 h的满负荷试运行考核。
西门子TELEPERM XP系统在扬州二电厂工程上的应用具有以下特点：
(1) 电厂大面积电气监控功能纳入DCS范围并成功地投入使用；
(2) 大屏幕技术的采用，提高了机组调试和运行的自动化水平；
(3) 远程I/O站的使用，成功地实现对循泵房设备的监控；
(4) 通过各种软件/硬件接口，实现对就地DCS黑匣子设备的集中监控；
(5) 许多常规就地PLC的功能纳入DCS控制，优化了电厂运行/维护人员的配置；
(6) 通过承担电厂电缆桥架和电缆敷设设计工
